空氣環(huán)境治理中的霧霾臨界狀態(tài)與治理方法

李毅

[摘 要]文章針對霧霾臨界狀態(tài)進行了分析，并提出了空氣治理中加強霧霾治理的有效方法，旨在為空氣環(huán)境治理以及相關研究人員提供一定的參考。

[關鍵詞]空氣環(huán)境治理；霧霾臨界狀態(tài)；治理方法

中圖分類號：X82 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0161-01

一、前言

隨著我國機動化、城市化以及工業(yè)化進程的加快，空氣環(huán)境質量越來越差，霧霾天氣日益增多，給人們的生活、工作造成了嚴重的影響，甚至威脅人們的生命健康安全?；谟鉂B理論，當廢氣排放量低于臨界點時，其治理的可行性相對較高，這也給霧霾治理工作提供了可靠而有效的參考和依據(jù)。同時，還應該采用各種有效的戰(zhàn)略措施、技術措施加強霧霾治理，不斷的改善空氣環(huán)境質量。因此，文章針對空氣治理中霧霾臨街狀態(tài)與治理方法的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、霧霾臨界狀態(tài)

基于非平衡統(tǒng)計物理學理論，可以將大氣粒子看做在三維空間中的晶體，相鄰晶格的大氣粒子之間存在相互作用，大氣中還存在一些塵埃，這些塵埃可以隨機的附著在大氣粒子上，當覆蓋的塵埃數(shù)量達到一定程度后，大氣粒子被稱之為煙塵顆粒，并且密度超過特定數(shù)值后，便形成霧霾。也就是說，灰塵是隨機而不是均勻的覆蓋在大氣粒子上，當大氣粒子上覆蓋了一些灰塵之后，會導致其表面積的增加，這樣會吸收更多的灰塵，進而產(chǎn)生一種“優(yōu)先連接機制”，該機制以“強度”為核心。顯然，該系統(tǒng)符合無標度系統(tǒng)屬性，若采用網(wǎng)絡進行描述，可以將該系統(tǒng)描述為無標度、隨機、復雜的網(wǎng)絡，同時可以將霧霾當做是網(wǎng)絡的同步逾滲現(xiàn)象，具有一定的突發(fā)性，假設在二維空間內存在一個排放源，其排除的氣體在該空間內自由擴散，最后在空間中“消失”，隨著氣體排放量的增加，該空間依然保持“純潔”，但是在某一瞬間，廢氣排放量達到某一值時，該系統(tǒng)突然變成廢氣所標記的顏色，此時該空間不再“純潔”，隨著廢氣排放量的增加，這種污染程度也逐漸的加重。以某城市為例，對該城市1983年-2013年的廢氣排放量以及空氣質量進行調查，值得注意的是PM2.5，該指標是近年來新提出的一個觀測變量，以前并沒有該指標，參考PM10和PM2.5平均質量濃度的相關性，Spearman秩相關系數(shù)，P小于0.01，兩者的比值范圍介于0.31-0.96之間，計算平均值為0.72，這樣能夠大致估算出該城市1983年-2013年的PM2.5值，然后調整與之相對應時間點的空氣質量指數(shù)差異，能夠確定相應的數(shù)值，具體如圖1所示，

圖1中，左邊為正常坐標，右邊對橫坐標進行對數(shù)標度，橫坐標表示廢氣排放量，縱坐標為空氣質量指數(shù)，為了能夠更加清楚的了解其變化狀況，將橫坐標縮小1000倍，基于PM2.5、PM10獲得的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)小于1。當廢氣排放量介于15000-17500之間時，出現(xiàn)一個拐點，該拐點后空氣質量明顯降低，由圖1可知，我國空氣質量依然處于臨界狀態(tài)，尚未完全形成霧霾。同時也表明，如果廢氣排放量進一步增加，空氣中顆粒數(shù)量達到甚至超過該臨界點，則會顯著的降低空氣質量，當廢氣排放量處于臨界區(qū)時，空氣質量也處于臨界狀態(tài)，一旦超過該臨界，系統(tǒng)將會出現(xiàn)顯著的二次相變性質。只要出現(xiàn)輕微的震蕩，將會導致帶起發(fā)生突變，該突變出現(xiàn)之后將會呈現(xiàn)非常明顯的非線性滯后效應。這也表明，一旦形成霧霾，將會非常頑固，超臨界狀態(tài)的霧霾治理難度也相對較高。但是，基于逾滲理論，當廢氣排放量低于臨界點時，其治理的可行性相對較高，這也給霧霾治理工作提供了可靠而有效的參考和依據(jù)。

三、空氣環(huán)境治理中，加強霧霾治理的有效方法

1.治理霧霾的戰(zhàn)略措施

1.1 創(chuàng)新和調整驅動能源結構。通過探索新材料、新型能源為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪路，在城市公共設施照明方面推廣和應用太陽能，這樣能夠有效的降低城市設施的能源消耗量。在城市建筑設計過程中推廣和應用小型太陽能供暖系統(tǒng)、蓄電系統(tǒng)，這樣能夠有效的降低建筑能源消耗，實現(xiàn)建筑的清潔、節(jié)能、環(huán)保。工業(yè)企業(yè)應該不斷的改進生產(chǎn)工藝，應用先進的制造技術，不斷的降低單位產(chǎn)值能耗，這樣能夠顯著的降低污染物排放量。同時，政府還應該充分的考慮城市環(huán)境容量，根據(jù)環(huán)境容量確定是否承接外來產(chǎn)業(yè)，一旦超過環(huán)境容量，必須考慮產(chǎn)業(yè)轉移，避免對環(huán)境造成不良應先。

1.2 全民參與。霧霾治理不能僅僅依靠政府和科學家，每一個公民都是治理霧霾的參與者。因此，應該喚起公眾的環(huán)保意識，積極主動的參與到環(huán)境保護和霧霾治理中，這是贏得空氣環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)勝利的重要戰(zhàn)略決策。在同霧霾戰(zhàn)斗時，每一個公民都應該從自我做起，如少抽一支煙、少放一點煙花爆竹、少開一天車、少浪費一張紙、少用一盆水、節(jié)約一度電等，這些看似不起眼的小事，都是公民對霧霾治理工作的實際貢獻，每天堅持不懈，勢必能夠獲得空氣環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)的勝利。

1.3 調整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構。在城市發(fā)展過程中，一些作為經(jīng)濟發(fā)展支柱的產(chǎn)業(yè)，可能存在高污染、高排放以及高能耗等現(xiàn)象，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢必會對空氣造成嚴重的污染，聽之任之，將會導致環(huán)境污染的進一步惡化。因此，應該對產(chǎn)業(yè)結構進行調整和優(yōu)化，對上述高污染、高排放以及高污染的產(chǎn)業(yè)進行改進，同時大力發(fā)展少污染、低排放以及低能耗的第三產(chǎn)業(yè)和高新技術產(chǎn)業(yè)，這樣能夠有效的降低煙塵的產(chǎn)生與排放，同時還能夠降低能源損耗，一舉多得。

1.4 增大治理力度，加快環(huán)境整治進程。為了增大霧霾治理力度，應該從以下幾個方面入手：其一，完善相關法律法規(guī)，將霧霾治理上升到法律層面，能夠做到霧霾治理有法可依、違法必究，在經(jīng)濟建設過程中，強調經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的協(xié)調發(fā)展，重點突出環(huán)境保護的重要性，確定環(huán)境保護的優(yōu)先法律地位，在環(huán)境質量允許的范圍內進行經(jīng)濟建設；其二，加強執(zhí)法監(jiān)管，由專門的環(huán)境保護部門以及監(jiān)管人員，采用分管的方式，明確監(jiān)管責任，保證相關部門在霧霾治理工作中各司其職，嚴厲懲治環(huán)境污染嚴重的企業(yè)和個人，進一步加快環(huán)境整治進程。

2 治理霧霾的技術措施

2.1 汽車尾氣排放控制技術。汽車尾氣排放已經(jīng)成為油煙排放的主要來源之一，也是造成霧霾的直接因素。加強汽車尾氣排放控制，已經(jīng)成為降低和控制PM2.5排放的主要措施?？刂破囄矚馀欧诺募夹g主要包括：源頭控制技術，提高燃油品質，降低含硫量，開發(fā)系能源，如甲醇、CH4，改進發(fā)動機，改善燃燒過程；尾氣凈化處理技術，尾氣回收處理排放，采用三元催化器處理尾氣。

2.2 煤煙污染排放控制技術。煤炭燃燒產(chǎn)生的煙霧，是導致霧霾的主要原因之一，為了降低煤煙污染排放，應該采取以下控制技術：燃煤爐灶改造技術，餐飲行業(yè)依然采用燃煤加工食品，針對該種現(xiàn)象，應該對燃煤爐灶進行改進，采用石油、天然氣或者電力代替燃煤；燃煤鍋爐改造技術，燃煤鍋爐的煙霧排放量非常大，通過對燃煤鍋爐進行改造，改造成燃氣鍋爐，能夠有效的降低煙霧排放。

四、結束語

總而言之，空氣環(huán)境治理中的霧霾治理工作，是關系到我國可持續(xù)、健康發(fā)展的大事，必須高度重視，全民參與，集群策群力，采用多種有效的戰(zhàn)略、技術措施，堅持不懈的做好霧霾治理工作，才能夠見到實效，才能夠呼吸道清新、健康的空氣。

參考文獻

[1] 鄭小京，鄭君君，李超.霧霾逾滲動力機制及臨界態(tài)下大氣的治理[J].哈爾濱商業(yè)大學學報（自然科學版），2015，31（6）：753-756.

[2] 楊新興，尉鵬，馮麗華.治理霧霾是一場全民參與的戰(zhàn)爭[J].前沿科學，2015，9（35）：24-26.

[3] 袁東，臺斌.城市霧霾污染的成因及治理措施分析[J].齊魯師范學院學報，2014，29（4）：113-115.